Atranka prieš kvantavimą
Skaitmeninio signalo apdorojimo ir susijusiose srityse atranka ir kvantavimas yra du metodai, veikiau žingsniai, naudojami analoginiam signalui paversti skaitmeniniu signalu diskretizuoti. Atsiradus elektronikai ir kompiuteriams, beveik visos technologinės funkcijos yra suskaitmenintos, kad jas būtų galima valdyti kompiuteriais ar kitomis skaitmeninėmis sistemomis. Šios dvi pagrindinės idėjos konvertuojant analoginį į skaitmeninį.
Kas yra atranka?
Skaitmeninio signalo apdorojimo atveju diskretizavimas yra nuolatinio signalo suskaidymo į atskirą signalą procesas. Įprastas proceso naudojimas yra garso signalo konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį. Procesas suskaido garso bangą į intervalus išilgai laiko ašies, kad būtų sukurta signalų seka. Dėl to laiko ašies reikšmės konvertuojamos iš nuolatinių į atskiras reikšmes su atitinkamais dydžiais. Atrinktas signalas yra žinomas kaip impulsų amplitudės moduliuotas signalas.
Proceso metu per apibrėžtą laiko intervalą T parenkama viena didžiausia amplitudė (pavyzdys), kuri atspindi visą intervalą. Taigi, turėdamas nuolatinį signalą, procesas sukuria signalą su viena amplitudė, atspindinčia visą laiko intervalą. Tačiau vis tiek amplitudės dydis yra nuolatinis. Sistemos komponentas, vykdantis šį procesą, vadinamas mėginių ėmikliu.
Nors dabar signalas turi atskiras reikšmes x ašyje, signalas yra pusiau tęstinis ir negali būti tinkamai pavaizduotas skaitmeniniu būdu. Norint pasiekti visiškai diskretišką signalą, atliekamas antras diskretizacijos žingsnis.
Kas yra kvantavimas?
Skaitmeninio signalo apdorojimo metu kvantavimas yra didesnio reikšmių rinkinio susiejimo su mažesniu rinkiniu procesas. Geriausias pavyzdys yra skaičių apvalinimas, kad juos būtų galima valdyti. Apsvarstykite šokolado rutuliukų partijos svorį. Jie sveria nuo 4,99 iki 5,20 gramų. Užuot nurodę juos atskirai, tai būtų geras pavyzdys, jei sakytume, kad šokolado rutuliukai sveria 5,00 gramų. Norėdami tai padaryti, kamuoliukų svoris turi būti suapvalintas aukštyn arba žemyn. Tas pats argumentas galioja ir sakant, kad batai kainavo 15,00 USD, nors kaina buvo 14,99 USD.
Taikant tai signalams, iš dalies diskretizuotas signalas jau turi vieną nuolatinę reikšmę, atspindinčią kiekvieną impulso amplitudės moduliuoto signalo laiko intervalą. Atliekant kvantavimo procesą, amplitudės reikšmės suapvalinamos aukštyn arba žemyn iki artimiausios iš anksto nustatytos vertės. Rezultatas yra tas, kad vietoj signalų amplitudės, turinčios be galo daug reikšmių, jie susiaurinami iki daug mažesnio reikšmių rinkinio. Šis signalo tipas žinomas kaip impulsinio kodo moduliuotas signalas.
Kuo skiriasi mėginių ėmimas ir kvantavimas?
• Atrankos metu laiko ašis yra diskretizuota, o kvantavimo metu y ašis arba amplitudė yra diskretizuojama.
• Atrankos procese iš laiko intervalo parenkama viena amplitudės reikšmė, kuri ją atspindėtų, o atliekant kvantavimą laiko intervalus atspindinčios reikšmės suapvalinamos, kad būtų sukurtas baigtinis galimų amplitudės verčių rinkinys.
• Mėginiai imami prieš kvantavimo procesą.
